塔西南化肥廠供電系統安全可靠性分析

摘 要：由于化肥廠供電系統的安全可靠運行是確保化肥裝置正常運行的關鍵，目前化肥廠合成低壓配電室兩段低壓母線獨立運行，化肥裝置正常運行情況下，化肥事故母線電源從合成低壓二段母線提供，并且化肥廠合成裝置、尿素低裝置、循環水裝置、水處理配裝置的最重要負荷掛在事故母線上，化肥供電系統瓦解或合成二段低壓進線開關故障跳閘，在事故母線失電時，黑啟動機組自動啟動事故母線帶電，確保事故母線上設備連續供電。

關鍵詞：電力系統安全；事故母線；方案；

中圖分類號：U223 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-09-00-02

一、化肥廠供電系統概況

（一）高壓供電系統概況

目前電力工程部主電源供電方式為高壓系統分為十段，段間連接采用分裂電抗器及主變連接方式，高壓以6KV和35KV母線通過分裂電抗器和一臺主變相互連接形成單元擴展式接線方式，塔西南化肥廠高壓供電系統是6KV單母線分段接線，正常運行情況下電力工程部主配電室Ⅴ、Ⅵ母線上的6052和6067聯絡線通過化肥廠6KV母線進線開關DH6023、DH6028柜向化肥廠供電。請看電源供電系統一次接線圖。

（二）低壓供電系統概況

目前化肥廠廠區所有的（合成配電室、尿素低配室、循環水配電室、水處理配電室、成品配電室）配電室，低壓系統采用雙母線分段運行方式，正常情況下，各配電室低壓Ⅰ段進線開關與Ⅱ段進線開關處于合閘位置，低壓母聯開關處于斷開位置，兩段分段運行；在特殊情況或電力系統瓦解或全部聽電時，為化肥重要裝置的連續運行和緊急處理，合成低壓配電室設計了低壓事故母線，作為化肥廠合成裝置、尿素裝置、循環裝置、水處理裝置、成品裝置的關鍵設備的緊急供電電源。

二、目的和重要性

由于化肥廠供電系統的安全可靠運行是確保化肥裝置正常運行的關鍵，目前化肥廠合成低壓配電室兩段低壓母線獨立運行，化肥裝置正常運行情況下，化肥事故母線電源從合成低壓二段母線提供，并且化肥廠合成裝置、尿素低裝置、循環水裝置、水處理配裝置的最重要負荷掛在事故母線上，化肥供電系統瓦解或合成二段低壓進線開關故障跳閘，在事故母線失電時，黑啟動機組自動啟動事故母線帶電，確保事故母線上設備連續供電。2011年1月8日化肥廠低壓配電室低壓二段進線開關跳閘事故母線失電時，黑啟動事故電源切換之前，事故母線上運行中泵機的交流接觸器已經釋放，造成整個化肥裝置短亭，影響了化肥裝置的正常運行（此項隱患是油田公司級QHSE整改項），因此塔西南化肥廠供電系統安全可靠性分析很重要。

三、造成低壓事故母線停電的隱患分析

在目前運行情況下導致化肥廠供電系統瓦解和低壓事故母線失電的因素分析如下：

1、由于5#、6#機檢修或其它原因沒有開機時，燃機6KVⅤ、Ⅵ段母線和3#主變任一點發生故障，3#主變高壓測開關3503跳閘導致化肥廠供電系統瓦解。

2、由于5#、6#機檢修或其它原因沒有開機時，燃機6KVⅤ、Ⅵ段母線和3#主變任一點發生故障，3#主變低壓測開關6561跳閘導致化肥廠供電系統瓦解。

3、由于5#、6#機中開任意一臺機組，燃機6KVⅤ、Ⅵ段母線和3#主變任一點發生故障，3#主變高壓測開關3503跳閘導致化肥廠供電系統瓦解。

4、由于5#、6#機中開任意一臺機組，燃機6KVⅤ、Ⅵ段母線和3#主變任一點發生故障，3#主變低壓測開關6561跳閘導致化肥廠供電系統瓦解。

5、由于機組開機運行中6#機沒有開機時，3#分裂電抗器分支開關跳閘導致低壓事故母線失電。

6、燃機國產高配室化肥二段聯絡線發生故障6067開關跳閘導致低壓事故母線失電。

7、由于化肥廠6KV二段母線發生故障DH6028跳閘導致低壓事故母線失電。

8、由于化肥廠合成氨裝置2#廠變發生故障原因DH6004開關跳閘導致低壓事故母線失電。

9、由于合成二段低壓進線開關故障跳閘導致低壓事故母線失電。2011年1月8日化肥廠合成低壓二段進線開關跳閘后事故母線失電，整個化肥裝置亭產事件是隱患中已經發生的事故母線失電導致化肥裝置停產事故，以上隱患中任意發生一起導致化肥裝置停產。請看隱患查找圖。

四、低壓事故母線連續供電的可行性方案分析

方案一：化肥廠事故母線室增設一套UPS電源。主電源正正常時，通過整流器為電池充電，將能量儲存在電池中，主電源異常時，系統自動不間斷的切換到電池工作模式，由電池通過逆變器輸出交流電向負載供電，主電源恢復后系統自動不間斷的恢復正常工作模式。（請看原理圖）

UPS逆變器電源系統優點：

1. UPS電源系統提高自動控制系統用電的可靠性，

2. UPS電源系統運行效率高，噪音低，切換時間很短。

3. 在線式電源供電持續長，一般為幾個小時，完全可以滿足，主電源故障處理時間。

UPS逆變器電源系統缺點：

化肥廠事故母線所帶設備容量是300KW左右，為了事故情況負荷變化，可以考慮UPS電源容量為正常負荷1.2倍，因此化肥廠事故母線室設計300KVA到350KVA的UPS內變器電源，電源價格較貴、投資大，該方案不可行。

方案二：化肥廠廠區合成配電室低壓母聯自動投入系統進行回復調試，得到某一段低壓進線開關故障跳閘時，低壓母聯自動投入及時回復供電目的。

低壓母線自動切換系統優點：

化肥廠所有配電室的低壓母聯自動投入系統投入使用時，如果某一段低壓進線故障跳閘時2秒鐘內母聯自動投入失電母線帶電。

低壓母線自動切換系統缺點：

1、完成低壓母線自動切換的控制任務必須由多個中間繼電器和繼時間繼電器共同承擔，中間繼電器的線圈動作電壓是廠變提供的，如果低壓母線自動切換過程中廠用電系統電壓出現波動，可能會影響正常運行母線，降低供電可靠性。

2、化肥廠低壓母線自動切換系統，只能在低壓進線開關上面停電才能切換，進線開關跳閘不實現切換功能。

3、某一段低壓進線失時，母聯自動切換時間2秒鐘左右，速度慢，切換過程中交流接觸器已經釋放，還是操作人員啟動泵機，影響了低壓系統連續供電，該方案不可行。

方案三：化肥廠低壓事故母線失電時，化肥廠800KW黑啟動機組自動啟動，實現低壓事故母線的恢復供電，因為化肥廠黑啟動柴油發電機啟動至連鎖開關自動切換事故母線帶電時間，最快13秒左右，黑啟動事故電源切換之前，事故母線上運行中泵機的交流接觸器已經釋放，低壓裝置停車。比如：2011年1月8日化肥廠合成低壓二段進線開關跳閘后事故母線失電，黑啟動機組自動啟動事故母線帶電之前，化肥裝置亭產，該方案不可性。

方案四：在化肥廠低壓事故母線增設自動切換備用電源，電源從燃機國產高配室3段母線6037線路搭接一條高壓電纜，連接為化肥廠廠區供電變壓器的高壓側，該變壓器低壓側增設低壓開關與化肥低壓事故母線進線開關互相自動切換。請看接線圖。

備用電源自動切換系統優點：備用電源自動切換裝置是一種由微處理器控制，用于電力系統中正常供電與備用電源自動切換的裝置，可使電源連續供電。

當正常供電電源斷路器斷開時，備用電源斷路器會自動閉合，當正常供電電源恢復正常時，備用電源會自動斷開，正常供電斷路器將閉合投入供電。

從接收到電壓存在與否的輸出對斷路器開合的執行命令的時間延時，由內部的微處理器來實現。從正常供電斷路器斷開，并備用斷路器閉合的延時時間，其調節范圍是0.5秒至30秒，完全適合化肥廠連續供電的要求，該方案比較可行。

方案五：在化肥聯絡線6067移動為6046柜，并恢復或更新化肥合成低壓母聯自動切換系統。目前3#主變提供化肥廠兩條聯絡線6052和6067，此運行方式下，合成低壓母聯自動切換及某一條化肥廠進線發生短路時，化肥系統瓦解的隱患加大，化肥廠兩條聯絡線6052和6067不同主變提供時，防止事故的擴大，進一步提高化肥系統的穩定性。該方案比較可行，請看接線圖：

五、經濟效益

1、化肥廠事故母線得到雙電源，保證化肥裝置正常生產。

2、進一步提高化肥廠低壓系統供電連續性和可靠性，防止部分停電引起化肥裝置短亭。

作者簡介：阿不力米提.吐拉甫， 1988年7月畢業于新疆工學院電力系統及其自動化專業被分配塔西南電力工程部. 1994年取得工程師職稱，1999年取得高職工程師職稱，參加工作至目前從事過生產管理、技術管理、設備管理等工作。